Индикатор направления искривления наклонных скважин

 

ИНДИКАТОР НАПРАВЛЕНИЯ ... ИСКРИВЛЕНИЯ НАКЛОННЫХ СКВАЖИН.установленный в колонне бурильных труб, содержащий шарнир с хвостовиком регистратор и экран,о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью сокращения затрат времени на проведение замеров и повыщения их точнос.ти, он снабжен подпружиненным относительно колонны поршнем, жестко соединенным с регистратором, другой торец которого выполнен в виде кольцеоб;раэной камеры со свободно вращающимся внутри неё стальным шаром, при этом на экране установлен магнит взаимодействукиций с шаром, а экран размещен с возможностьк) врешения относительно регистратора, причем хвостовик выполнен в виде штьфя с толкателем и подпружиненного колпака, несущего набор меченых игл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (и)+ Е 21 В 4 022

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3637217/22-03 (22) 19.08. 83 (46) 15.07.85. Бюл. Ф 26 (72) В.С. Щербачев, И.Е. Данильченко

А.Г. Андреев и В.И. Божко (71) Днепропетровское отделение

Института минеральных ресуРсов (53) 622.242(088.8). (56) 1. Блинов И.Г. и др. Справочник по алмазному бурению геологаразведочных скважин. Jl. Недра, 1975 с. 281-283 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 735755, кл. E 21 В 47/022, 1977. (54) (57) ИНДИКАТОР НАПРАВЛЕНИЯ

ИСКРИВЛЕНИЯ НАКЛОННЫХ СКВАЖИН, установленный в колонне бурильных труб, содержащий шарнир с хвостовиком, регистратор и экран,о т л и ч а ю-— шийся тем, что, с целью сокращения затрат времени на проведение замеров и повыщения их точности, он снабжен подпружиненным относительно колонны поршнем, жестко соединен.ным с регистратором, другой торец

:которого выполнен в виде кольцеоб разной камеры со свободно вращающимся внутри нее стальным шаром, при этом на экране установлен магнит, взаимодействующий с шаром, а экран размещен с возможностью врешения относительно регистратора, причем хвостовик выполнен в виде штыря с толкателем и подпружиненного колпака, несущего набор меченых игл.

1167311

Изобретение относится к бУрению к может бы ь использовано для определения направления искусственных или естественных искривлений наклонных скважин. 5

Известны устройства для измерения зенитных к азимутальных углов скважин, включающие источник питания, реле, выключатель, удлинитель, рычаги, апсидальную рамку, арретир 1О и чувствительный элемент 51 3.

Однако указанные устройства. сравнительно сложны в изготовлении и эксплуатации к не обеспечивают проведения замеров в скважинах при 15 небольших зенитных искривлениях.

Кроме того, они не могут быть использованы на скважинах желеэорудных месторождений, так как включают в себя в качестве чувствитель- 2р ного элемента компас, реагирующий на магнитную аномалию среды.

Известен также индикатор направления искривления наклонных скважин, установленный в колонне бурильных 25 труб, содержащий шарнир с хвостовиком, регистратор и экран (2 ).

Принцип действия этого прибора основан на получении отпечатка иглы на печати, занимающей определенное положение относительно апскдальной плоскости скважин. Указанный прибор позволяет определять направление и величину искривления скважин, однако точность измерений очень мала эа счетЗ5 малого диаметра печати, ограниченного внутренним диаметром, и сил трения между дебалансным стержнем и стенками бурильной колонны. К тому

ae sa один спуск-подъем печати можно 40 провести только один замер. Последующие отпечатки, проводимые эа один спуск стержня и отличающиеся по глубине прокалывания экрана иглой визуально практически не различимы.

Действительно. регулировать глубину прокалыванкя экрана за счет высоты сбрасывания стержня весьма затруднительно, особенно на больших глубинах, где на качестве отпечатков сказывает-50 ся ряд косвенных факторов: растяжение троса, различная плотность среды, эашламованность промывочной жидкости и т.д.

Целью изобретения является сокращение затрат времени на проведение замеров и повышение их точности.

Указанная цель достигается тем, что индикатор направления искривления наклонных скважин, установленный в колонне бурильных труб, содержащий шарнир с хвостовиком, регистратор и экран, дополнительно снабжен подпружиненным относительно колонны поршнем, жестко соединенным с регистратором, другой торец которого выполнен в виде кольцеобразной камеры со свободно вращающимся внутри нее стальным шаром, при этом на экране установлен магнит, взаимодействующий с шаром, а сам экран размещен с возможностью вращения относительно регистратора, причем хвостовик выполнен

) в виде штыря с толкателем и подпружиненного колпака, несущего набор меченых игл.

На фиг. 1 схематически приведен индикатор, общий вид; на фиг. 2— экран и кассета игл во время укола.

Индикатор искривления содержит два основных узла — индикаторный шарнир и регистратор.

Индикаторный шарнир предназначен для копирования угла перекоса между соединяемыми ведущими и ведомым: звеньями индикатора и трансформации этого угла в линейную величину, а также для последовательной подачи меченых игл на экран в процессе производства замеров.

Индикаторный шарнир содержит собственно шаровой шарнир 1 и хвостовик

2. Хвостовик включает в себя штырь 3 с толкателем 4 и подпружиненный колпак 5, в полости которого располагаются меченые иглы 6. При отклонении колонкового набора в ту или иную сторону относительно оси бурильной колонны, хвостовик отклоняется в противоположную сторону.

Регистратор предназначен для регистрации положения иглы 6 относительно оси бурильной колонны и апсидальной плоскости скважины и состоит из съемной матрицы 7 (например, диск фотопленки), резинового иглодержателя 8, экрана 9 с постоянным магнитом 10, стального шара 11, свободно вращающегося в: кольцеобразной камере 12, вала 13 регистратора и пружины 14. Индикаторный шарнир и регистратор крепятся, в корпусу 15, в котором расположены также подпружиненный поршень 16, 5

3 1 жестко связанный с валом регистратора, и шарик 17.

Экран выполнен совместно с осью, которая свободно посажена на подшипники (не показаны), расположенные в осевом отверстии торца вала регистратора, т.е. экран имеет возможность свободно вращаться. относительно регистратора.

Шар 11 расположен в непосредственной близости от поверхности экрана 9 с возможностью взаимодействия с магнитом 10, смещенным относительно оси экрана. Корпус вала регистратора и экран выполнены из ..немагнитного материала.

Вал 13 поршня и поршень 16 имеют отверстия для прохода промывочной жидкости.

Индикатор направления искривления входит в состав бурового снаряда между бурильной колонной и колон- . ковой трубой и на протяжении всего рейса располагается в скважине, причем между колпаком 5 и матрицей 7 за счет пружины 14 образуется зазор.

Принцип действия индикатора нап равления искривления заключается в следующем.

После проведения искусственного искривления в скважине опускают технологический снаряд, в состав которого включен индикатор направления искривления.

После. проведения отбурочных операций по искривлению в бурильные трубы бросают шарик 17, который перекрывает промывочное отверстие поршня. Затем устанавливают колонну таким образом, чтобы верхняя часть (до шарнира) находилась в стволе с известными азимутальным и зенитным углами, а нижняя вЂ, в стволе с новым направлением. При этом шар, свободно расположенный у экрана регистратора занимает нижнее положение относительно центральной оси, устанавливая в определенное положение экран за счет магнитных сил взаимодействия шара и магнита — дебаланса.

После включения бурового насоса поршень с экраном движется вниз, достигает колпака, который под действием экрана тоже опускается, и матрица 7 натыкается на иглу 6, которая в свою очередь удерживается резиновым иглодержателем 8. K этому време167311 4 ни экран уже занял определенное положение относительно апсидальной плос-кости. Затем давление снижается и экран под действием пружины 14 возвращается в исходное положение. После очередного поднятия и опускания реги° стратора очередная игла вонзается в иглодержатель экрана, пронзая. матрицу.

На поверхности индикатор разбйрают и рассматривают матрицу экрана. Врезиновом иглодержателе экрана находится определенное количество меченых игл, соответствующее числу точек замера искривления скважины. Так как мечение иглы располагаются в колпаке

5 хвостовика 2 в определенном, заранее фиксированном порядке, то нетрудно определить последовательность замера координат скважины и по ним построить трассу искривленного участка..Heтить иглы можно, например, окраской в разные цвета.

Расстояние от места укола, до центра матрицы соответствует полноиу иглу искривления относительно старого ствола, а зеркальное изображение расположения укола — направлению нового ствола.

Если на матрицу 7 нанести координат.ную сетку, выраженную в градусах, 30 то координаты места укола дадут приращения аэимутального и зенитного углов со.знаком "плюс" или "минус" в зависимости от расположения места укола на матрице. З5 При проведении нескольких замеров колонну каждый раз устанавливают так, чтобы шарнир 1 находился в ство-. ле скважины на том месте, где при предыдущем замере находился породоразрушающий инструмент.

В предлагаемом индикаторе, по сравнению с пр6тотипом, экран расположен автономно в колонковой трубе и приводится в поступательное движение по команде с поверхности за счет реализации мощности насоса, В прототипе экран подвешен на гибком троссе, периодически, опускается внутрь колонны бурильных труб, что требует дополнительных затрат времени. Кроме того, размещение экрана внутри колонковой трубы, внутренний диаметр которой в 2,5-3,0 раза больше внутреннего диаметра труб, позволяет увеличить диаметр экрана,т.е. масштабность трансформации угловых величин в линейные, а следовательно, повысить точность замеров.

1167311

17

Ю

f2

11

Составитель A. Цветков

Редактор Н. Швыдкая Техред Л.Мартяшова Корректор Е. Сирохман

Заказ 4397/32 Тираж 540 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4